摘要：适应工程教育专业认证对人才能力培养的需求，发挥学生学习的主观能动性，是高校“废水生物处理”教学面临的课题之一。论述了基于翻转课堂理念的微课教学模式的改革思路，从教学体系的设计、教学模式的构建、翻转课堂的实现方面进行了探讨，探索以培养具有自主实践能力的高校创新人才为目标的专业课教学模式。
关键词：废水生物处理；教学模式；微课；翻转课堂
0引言
废水生物处理是高校环境工程专业和市政工程专业的核心课程之一。通过本课程的教学，旨在培养学生具有对废水生物处理的工艺、技术和设备进行研究、开发、设计和管理等方面的初步能力和运用专业课程的基本理论，解决废水生物处理工程实际问题的能力。
废水生物处理课程的教学内容丰富、理论与实践并重。随着科技的迅速发展，废水生物处理理论和实践知识的更新速度将越来越快，尤其是实践环节的比重也随之增大。实践教学是高等教育本科生与研究生培养的重要组成部分，是培养创新精神与实践能力的重要环节［1-2］。如何加强并完善实践教学建设，适应工程教育专业认证对人才能力培养的需求，协调教与学的关系，发挥学生学习的主观能动性，培养自主实践能力，是废水生物处理课程教学面临的巨大挑战。
1废水生物处理专业课程存在的教学问题
面对日益严峻的水源短缺与水体污染危机，利用科学理论与技术，控制水污染、保护水环境，势在必行。废水生物处理课程教学在人才培养中的重要地位也愈加凸显。然而，目前该课程教学中存在着如下问题：
（1）理论讲授教学模式单一。在传统教育制度的思维模式下，废水生物处理课程的主要教学形式是教师在课堂上讲课，学生在台下听课，课后教师布置作业，学生完成练习的过程。这种以教师课堂讲授为主的“填鸭式”教学模式，使学生处于被动学习状态，学习兴趣和学习积极性不易提高，教学过程中易出现注意力涣散的现象。相对于教师对课堂教学的认真付出，学生的学习效率较低。
（2）教学过程难以做到因人施教。传统的课堂教学采取统一的教学进度和教学内容，教师在有限的时间内进行教学，难以面面俱到，兼顾到每一个学生。由于每个学生的学习基础不同、接受能力不同，势必有部分学生难以在短短的课堂上汲取足够多的知识量，更难以达到学以致用的程度。从培养学生能力的角度来看，现有的教学模式无法满足社会对创新人才的需求。
2翻转课堂教学模式的改革研究
随着互联网信息技术和知识数字化技术的快速发展，以微视频为主要形式的“微课”概念被提出。“微课教学”（SPOC）作为一种在线课程开发模式，具有灵活性、自主性、可重复性、主题突出、传播广泛、交互性强等优点，在教育领域得到迅速传播［3-10］。翻转课堂理念将互联网与高等教育有机结合起来，为微课的广泛应用和发展提供了机会和空间，为大学教育改革提供了新途径和新思路［11-17］。
鉴于废水生物处理教学过程所存在的弊端，进行微课教学模式改革，构建翻转课堂教学体系。具体教改设计思路如下：
2.1微课教学体系的设计
按照培养计划的要求和课程教学大纲的需要，教师根据多年的教学经验和实践，选择废水生物处理课程中的教学重点、难点、疑点内容，或是反映课堂中某个教学环节、教学主题的内容作为知识模块，录制成相对独立的微课短视频。
精心制作教学视频是微课教学体系的基础。短视频教学内容不但要简明清晰、主题突出、指向明确，具有逻辑性、层次性、递进性，同时要注意讲授节奏、举例恰当、互动有效，既要保证教学内容的清晰完整性，又要使学生对学习内容感兴趣，具有学习欲望，不感到枯燥乏味。这对教师提出了更高的要求，需要教师全身心的投入［18-20］。
根据我国《教育资源建设技术规范》，教学课程资源分为媒体素材、试题库、课件与网络课件、案例、文献资料、常见问题解答、资源目录索引、网络课程8类［21］。废水生物处理课程资源以教材、讲解视频、课件为主，参考资料、案例为辅。各个知识模块以丰富的多媒体形式展示，并配置有教学内容电子书，包括PPT课件、重点难点解析、随堂测试、问题讨论、教师课后的教学总结与反思、学生的反馈意见以及学科专家的文字点评等内容，构成一个主题鲜明、类型多样、结构紧凑的“微课资源包”。
2.2微课教学模式的构建
废水生物处理课程学习采用“网络+课堂”相结合的教学模式。
微课网络教学在课堂教学之前进行推送，教师根据教学目标，合理布置学生的课前自主学习内容，学生可以利用微课资源实现移动学习与自主学习。
网络教学以微课短视频形式展示，充分发挥多媒体课件直观、生动的优势，采用丰富的图形图像、多姿的flash动画、声色兼有的DV视频等多元化要素，动静结合地有效解决实际教学问题和完成教学活动，教学视频更具有情境性，呈现的知识信息内容是多维、立体、动态的，让人的视觉、听觉能力协调配合，具有针对性地解惑、启惑，调动学生的学习主动性。
课堂教学是学生知识内化的关键环节，实现学生集中学习，教师统一指导。课堂教学采用实物模型、CAI多媒体课件和板书有机结合的模式进行，教师组织大家研讨，强化知识的掌握；保留板书教学，牵引学生思路，强化过程理论的推导，形成多元化的教学方式。
教师在整个课堂教学活动中作为教学的组织者和引导者，有效地安排学生进行分组合作交流，或者学生个体独立探索。通过教师灵活的教师设计，保证了学习知识点的内化。
2.3翻转课堂的实现
教师布置课前学习任务时，体现个性化与层次性要求。学生的学习主动性，自主学习能力，自我控制能力各不相同，不能一概而论，教师设计满足不同学习要求的课前学习任务，分为必学、选学内容之分，内容安排由易到难，循序渐进地引导学生完成学习内容。
学生按照教师布置的学习任务，结合个人需要决定进度、节奏、速度与方式自主学习。基础好的学生可以加快学习，基础差的学生可以放慢进度或重复观看视频反复学习。教师在知识点讲解之前设计问题，学生带着问题观看视频并在其中寻找答案，完成教师布置的训练题。
教师成立在线论坛，及时给予指导，答疑解惑，搭建师生交流沟通的桥梁，提高师生之间的互动性。通过微课平台，教师可以全面了解学生的学习过程，充分感受到学生的学习体验，做到学情全透明。
教师依据学生的课前学习情况，对学生普遍存在的问题、难点、重点进行必要的讲解，课前碎片化的学习，更需要教师在课堂上帮助梳理知识点之间的衔接关系与总结课程内容。
教师课堂讲授侧重点在于解决学生的网络学习困惑，可以采取课堂练习、组织讨论、提问答疑的形式，强化学习知识点，实现“先学后教”的课堂翻转教学。图2为翻转课堂教学模式结构图。
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图2翻转课堂教学模式结构图
3翻转课堂教学中应注意的问题
翻转课堂教学模式以培养学生的学习兴趣和学习能力为导向，以现代化微课教学模式为手段，构建了“互联网+”时代下的废水生物处理教学体系。通过改革教学模式，教学过程由“以教为主”转变为“以学为主”，由“知识传授为主”转变为“能力培养为主”，由“被动学习为主”转变为“主动学习为主”，充分体现了“以学生为中心”的人才培养理念。翻转课堂教学模式的运用需注意以下问题：
3.1教师“教”与学生“学”的关系
微课教学模式实现了“课堂翻转”，体现了“先学后教”的教育理念。微课形式丰富了教学手段，但是微课视频课时短，且以知识点为一个单元，只能作为传统教学的补充和辅助手段，教师的教学过程不应忽视，教师要注意教学内容的合理分配，做到详略得当、主次分明，防止网络教学的片面化，以保证课堂教学过程的连续性和教学内容的完整性。
3.2网络学习与课堂学习的关系
在微课教学模式下，网络学习强化了学生的自主学习过程，激发了学生的学习兴趣，培养学生发现问题、提出问题的学习能力。微课教学，是对课堂内容的补充强化，是学习资源的拓展提升。微课基于课堂教学，但不能代替课堂教学。教学中还应当保持课堂学习的主导性地位，课堂上教师加强知识难点和重点的讲授，并组织学生回答、讨论问题，提高学生的学习参与性，有助于学生对所学知识的解惑、接受和掌握。
4结语
本文探讨了基于翻转课堂理念的废水生物处理微课教学模式的改革，对微课教学体系的设计、微课教学模式的构建和翻转课堂的实现方面进行了分析与研究，旨在深化教育教学改革、加强学科建设和为社会培养更加优秀的创新型专业人才。
